Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2 курс / Нормальная физиология / Медико_биологические_аспекты_взаимодействия_электромагнитных_волн

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
1.24 Mб
Скачать

Таблица 6.3

Физиологические механизмы рецепции

Поз.

Ступень механизма

 

Тип проявления

 

 

 

 

 

 

1.

Механорецепторы:

 

 

 

а) тельца Руффини;

 

Рецепция

 

б) диски Меркеля.

1

2.

Болевые рецепторы.

излучения

 

3.

Иммунокомпетентные клетки:

 

 

 

 

 

а) тучные клетки;

 

 

 

б) лимфоциты

 

 

1.

Нервный сигнал:

 

Афферентная

 

а) модуляция потенциала действия;

2

 

б) генерация потенциала действия.

медиация

 

 

2.

Гуморальный сигнал.

 

 

 

 

3.

Сосудисто вегетативный отклик

 

 

1.

Кора головного мозга – интегральная оценка аф

 

 

 

ферентной соматосенсорной информации.

3

Реакция ЦНС

2. Гипоталамус – реакции центров регуляции вегета

 

 

 

тивных функций, в том числе реакция системы ре

 

 

 

гуляции уровня кортикостероидов в крови

 

 

 

 

 

 

1.

Нейрогуморальный.

 

Эфферентный

2.

Нервный.

4

3.

Сосудисто двигательный:

отклик

 

 

а) изменение тонуса;

 

 

 

 

 

 

б) изменение кровоснабжения тканей

 

 

 

 

Список литературы к главе

1.Девятков Н.Д. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизне деятельности / Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, О.В. Бецкий. – М.: Радио и связь, 1991. – 169 с.

2.Чукова Ю.П. Изотермические процессы взаимодействия электро магнитного поля с биообъектами // Миллиметровые волны в биоло гии и медицине. – 1996. – № 8. – C. 48–61.

3.Millimeter absorption spectroscopy of aqueous systems / Yu.Y. Khurgin [et al.] // Advances in Chemical Physics. – 1994. – V. 87. – Р. 483.

4.Хургин Ю.И. О роли активации воды в лекарственной и КВЧ тера пии / Ю.И. Хургин, О.В. Лебедев, Е.Ю. Максарева // Миллиметро вые волны в биологии и медицине. – 1994. – № 4. – C. 28–32.

5.Бецкий О.В., Лебедева Н.Н. Современные представления о механиз мах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биоло

121

гические объекты // Миллиметровые волны в биологии и медицине.

2001. – № 3. – C. 5–19.

6.Бецкий О.В. Механизмы первичной рецепции низкоинтенсивных миллиметровых волн у человека // Доклады X Российского симпози ума «Миллиметровые волны в медицине и биологии». Москва, 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 135–138.

7.Физика взаимодействия миллиметровых волн с биологическими объектами / В.И. Петросян [и др.] // Доклады X Российского симпо зиума «Миллиметровые волны в медицине и биологии». Москва, 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 140–143.

8.Роль резонансных молекулярно волновых процессов в природе и их использование для контроля и коррекции состояния экологических систем / В.И. Петросян [и др.] // Биомедицинская радиоэлектрони ка. – 2001. – № 5–6. – C. 62–127.

9.О биофизическом механизме воздействия миллиметровых излуче ний на биологические процессы / А.П. Жуковский [и др.] // Доклады X Российского симпозиума «Миллиметровые волны в медицине и биологии». Москва, 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 152–153.

10.О биохимческом механизме воздействия миллиметровых излучений на биологические процессы / А.П. Жуковский [и др.] // Миллиме тровые волны в биологии и медицине. – 1993. – № 2. – C. 36–42.

11.On biophysics mechanisms of the effects of extremely high frequency elec tromagnetic field on cell membranes / M. Kuzmanova [et al.] // Доклады X Российского симпозиума «Миллиметровые волны в медицине и биологии». Москва, 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 157.

12.Биофизический механизм возникновения акустоэлектрических волн на клеточной мембране / А.Н. Волобуев [и др.] // Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 1995. – № 5. – C. 14–17.

13.Frohlich H. Bose condensation of strongly exited longitudinal electric mo des // Phys. Lett. – 1968. – V. 26A. – P. 402.

14.Хижняк Е.П., Зискин М.С. Механизмы взаимодействия электромаг нитного излучения миллиметрового диапазона с биологическими объектами // Сб. докладов XI Российского симпозиума «Миллиме тровые волны в медицине и биологии». Москва, 2–12 апреля, 1997 г.

M., 1997. – C. 128 131.

15.Лебедева Н.Н. Нейрофизиологические механизмы биологических эффектов при периферическом воздействии на человека неионизи рующими низкоинтенсивными полями // Доклады X Российского симпозиума «Миллиметровые волны в медицине и биологии». Мос ква 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 138–140.

122

16.Родштат И.В. Физиологические механизмы КВЧ модуляции имму нореактивных и нервных тканей по данным экспериментальных и клинических работ // Доклады X Российского симпозиума «Милли метровые волны в медицине и биологии». Москва, 24–26 апреля 1995 г. – М., 1995. – C. 145–147.

17.Гуревич М.Е. Реакция лимфатических узлов мышей на СВЧ излуче ние миллиметрового диапазона в зависимости от места воздействия и исходного состояния животных: автореф. дис. ... канд. мед. наук / М.Е. Гуревич; Томский медицинский институт. – Томск, 1987.

18.Лебедева Н.Н. Физиологические механизмы биологических эффек тов низкоинтенсивных электромагнитных волн миллиметрового ди апазона // Доклады XI Российского симпозиума «Миллиметровые волны в медицине и биологии», Москва, 2–12 апреля 1997 г. – M., 1997. – C. 126–128.

19.Ковалев А.А, Пресняков О.В. Механизм первичного влияния на ко ру головного мозга человека проявлений трансформации в его орга низме внешнего низкоэнергетического КВЧ излучения // Миллиме тровые волны в биологии и медицине. – 1999. – № 2(14). – C. 25–36.

20.Лебедева Н.Н., Котровская Т.Н. Электроманитная рецепция и ини двидуальные особенности человека // Миллиметровые волны в био логии и медицине. – 1996. – № 7. – C. 14–19.

21.Magnetit in human tissues: the mechanism for biological effects of weak ELF magnetic fields / J.L. Kirschvink [et al.] // Bioelectromagnetics. – 1992. – V. 1. – P. 101–103.

22.Kirschvink J.L., Gould J.L. Biogenic magnetit as a basis for magnetic field detection in animals // BioSystems. – 1981. – V. 13. – P. 181.

23. Kirschvink J.L. Magnetit biomineralization in a human brain / J.L. Kirschvink, A. Kobayashi Kirschvink, B.J. Woodford // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1992. – V. 89 (16). – P. 7683–7687.

24.Бэкер Р. Робин. Магниторецепция у человека и других приматов // Биогенный магнетит и магниторецепция. – М.: Мир, 1989. – Т. 2. – С. 342–374.

25.Розенблюм Б. Ограничения при рассмотрении индукционной гипо тезы магниторецепции / Б. Розенблюм, Р.Л. Юнгерман, Л. Лонгфел лоу // Биогенный магнетит и магниторецепция. – М.: Мир, 1989. – Т. 1. – С. 293–305.

26.Калантаевская К.А. Морфология и физиология человеческой кожи.

– Киев, 1972. – С. 267.

27.Чуприкова Е.М., Перельмутер В.М. Особенности расположения во лосяных фолликулов на коже мыши // Актуальные проблемы меди цинской биологии. – Томск: СГМУ, 2002. – С. 54–55.

123

28.Гипотеза: «Линии Фойта (упорядоченное расположение волосяных фолликулов) сенсорная система электромагнитных излучений» / В.И. Зеленцов [и др.] – Интеллектуальный продукт № 72200200008, зарегистрирован ВНТИЦ 06.03.2002 г.

29.Шаловай В.В. Морфофункциональная характеристика кожи мышей при воздействии низкоинтенсивного КВЧ излучения миллиметро вого диапазона: автореф. дис. ... канд. мед. наук / В.В. Шаловай. – Томск, 1995. – 29 с.

30.Шаловай В.В. Связь параметров линий Фойта с адаптивной систе мой / В.В. Шаловай, В.М. Перельмутер, З.И. Ржевская. – Томск, 1993. – 9 c. – Деп. В ВИНИТИ 01.07.93, № 1816 В93.

31.Способ регистрации биологического действия слабых электромаг нитных полей / В.И. Зеленцов [и др.]. – М., 1999. – Патент на изо бретение от 10.09.99 № 98102648/14(992080).

32.Чуприкова Е.М. Роль иерархического статуса экспериментальных животных в реагировании на слабые воздействия // Сборник статей молодых ученых и студентов «Современные проблемы фундамен тальной и клинической медицины». – Томск, 1999. – С. 39–40.

33.Котровская Т.И. Сенсорные реакции человека при действии слабого электромагнитного стимула // Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 1994. – № 3. – C. 32–38.

34.Лебедева Н.Н. Реакция центральной нервной системы человека на электромагнитные поля с различными биотропными параметрами: дис. ... д ра биол. наук в форме науч. докл. / Н.Н. Лебедева. – М., 1992. – 48 с.

35.Кориневская И.В. ЭЭГ корреляты человека при разносторонне пе риферическом воздействии переменным магнитным полем / И.В. Кориневская, Ю.А. Холодов, А.В. Кориневский // Физиология человека. – 1993. – Т. 19(3). – С. 71–79.

36.Иваницкий А.М. Информационные процессы мозга и психическая деятельность / А.М. Иваницкий, В.Б. Стрелец, И.А. Корсаков. – М.: Наука, 1984. – 201 с.

37.Холодов Ю.А., Лебедев Н.Н. Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля. – М.: Наука, 1992. – С. 96.

38.Родштат И.В. Психофизический подход к оценке некоторых реакций организма при лечебном воздействии миллиметровых волн. – Пре принт № 11(52). – М.: ИРЭ АН СССР, 1989. – С. 21.

124

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в этом обзоре биологические эффекты электромагнит ного излучения дают общее представление о значимости этого физического фактора для здоровья человека. Электромагнитные волны даже нетепловой мощности с интенсивностью на уровне шумов или паразитного излучения от бытовых и технологических устройств оказывают воздействие на биологиче ские структуры начиная с биомолекул и заканчивая организмом в целом.

Основные наблюдаемые результаты воздействия электромагнитно го излучения нетепловой интенсивности на биологические объекты раз личного уровня организации, наиболее важные с точки зрения здоровья человека, можно свести в обобщенную таблицу, представленную ниже.

Таблица

 

Биологические эффекты электромагнитного излучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объект воз

Диапазон

Результат воздействия

 

 

 

действия

частот

 

 

 

 

 

 

 

 

Молекулы воды в биообъекте

 

 

 

Молекулы

 

а) изменение структуры водных кластеров;

 

 

 

воды в био

1…150 ГГц

б) изменение химической активности воды;

 

 

объекте

 

в) изменение гидратации белковых молекул

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биомолекулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНК

 

разрыв цепи, блокирование считывания

 

 

 

 

 

изменение конформационного состояния, след

 

Ферменты

 

ствие этого – изменение функциональной актив

 

1…80 ГГц

ности

 

 

 

 

 

 

 

 

Мембран

изменение эффективности транспорта ионов и

 

 

 

ные белки

 

молекул через мембраны

 

 

 

 

 

 

Транспорт

 

модуляция сродства к транспортируемым молеку

ные белки

 

лам

 

 

 

 

 

Мембраны

 

 

 

 

50…80 ГГц

а) повышение устойчивости мембран

 

 

 

 

50…80 ГГц

б) изменение распределение заряда на поверхно

 

 

сти, изменение мембранного потенциала

 

 

Мембраны

50…80 ГГц,

 

 

 

 

ультракорот

в) изменение проницаемости для ионов Na

+

+

,

 

кие импуль

 

и K

 

молекул воды

 

 

 

 

сы с несущей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f = 10 ГГц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40… 60 ГГц

г) изменение проведения нервного импульса

 

 

 

 

 

 

 

125

 

 

 

Продолжение таблицы

 

 

 

 

 

 

 

 

Клетки

 

 

 

1.

Изменение резистентности мембран.

 

 

 

2.

Изменение динамики и структуры белковой си

 

 

 

 

стемы на поверхности мембран, изменение

 

Клетки

1… 70 ГГц

 

функциональных свойств иммунокомпетентных

 

 

клеток.

 

 

 

 

 

 

 

3.

Модификация метаболических процессов.

 

 

 

4.

Ингибирование или стимуляция деления клеток.

 

 

 

5.

Программируемая смерть клеток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ткани

 

 

 

 

 

Ткани

40… 60 ГГц

Стимулирование регенерации тканей

 

 

Функциональные системы организма

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Активация спонтанной активности рецепторов.

 

 

 

2.

Реакция синхронизации ЦНС при бодрствова

 

Нервная

 

 

нии.

 

система

 

3.

Увеличение динамичности ЦНС при затормо

 

 

 

 

женном состоянии вплоть до эпилептоморфной

 

 

1… 60 ГГц

 

активности

 

 

 

 

 

Эндокрин

 

адаптивная реакция, приводящая к коррекции

 

ная система

 

концентрации гормонов в эндокринной системе

 

Репродук

 

изменение функционального состояния половой

 

тивная си

 

системы, увеличение числа неблагоприятных ре

 

стема

 

продуктивных исходов, спонтанных абортов

 

 

 

Целостный организм

 

 

 

а) возникновение ощущений жжения, покалыва

 

Целостный

 

 

ния, давления и т. д.;

 

1…70 ГГц

б) нарушения поведения;

 

организм

 

 

в) изменение памяти;

 

 

 

 

 

 

г) развитие заболеваний

 

 

 

 

 

 

Сделанный обзор работ, посвященных изучению влияния элек тромагнитного излучения на биологические объекты, позволяет сде лать следующие выводы.

1.Биологические эффекты электромагнитного излучения сантиме трового и миллиметрового диапазона существуют даже при нете пловом уровне интенсивности.

2.В основе этих эффектов лежит резонансные взаимодействия элек тромагнитной волны с молекулами воды в биологических структу рах, с биомакромолекулами, мембранами.

3.Несмотря на то, что энергия кванта электромагнитного поля в ди апазоне частот 1...150 ГГц мала по сравнению с тепловой энергией биологической среды kT, структурные особенности биологиче ских молекул и мембран позволяют накапливать энергию в акусто

126

электрических колебаниях для осуществления структурных (кон формационных) переходов.

4.Такие переходы модифицируют функциональные возможности биомакромолекул, что в свою очередь изменяет протекание биоло гических процессов (метаболизм, транспорт, проведение импульса и т. д.).

5.Изменение динамики биологических процессов могут носить как стимулирующий, так и ингибирующий характер, в зависимости от параметров воздействующего электромагнитного излучения, в первую очередь, от его частоты.

6.Эффективность воздействия определяется не только параметрами излучения, но соответствием этой частоте собственных частот биологических структур, спектр которых может различаться от объекта к объекту. Этим во многом объясняется плохая воспроиз водимость результатов экспериментов.

7.Результат воздействия на уровне целого организма зависит от ис ходного состояния функциональных систем и места воздействия (из за наличия функциональной асимметрии).

8.Описанные патологические и терапевтические эффекты электро магнитного излучения имели место, как правило, при многократ ном или хроническом облучении. Однако имеющихся данных не достаточно для определения наиболее эффективных или опасных частот и режимов излучения.

9.Особенно это справедливо для коротких (короче применяемых в ра диолокации) СВЧ импульсов и ультраширокополосных сигналов. Имеется лишь несколько экспериментальных работ на животных, в которых изучается биологическое действие таких импульсов.

10.Исходя из того факта, что спектр излучения таких сигналов, рас считанный в главе, и частотный диапазон, в котором наблюдают ся биологические эффекты, перекрываются, следует ожидать влияния таких импульсов на здоровье человека, в том числе и па тологических эффектов. Однако прямая экстраполяция результа тов, полученных с другими параметрами излучения, для прогнози рования опасности ультраширокополосных сигналов в настоящее время не оправдана из за недостаточности данных. Необходимы дальнейшие исследования и желательно с использованием гене раторов ультракоротких СВЧ импульсов.

127

Учебное издание

ПЕРЕЛЬМУТЕР Владимир Михайлович ЧА Владимир Александрович ЧУПРИКОВА Елена Михайловна

МЕДИКО"БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН С ОРГАНИЗМОМ

Учебное пособие

Редактор

А.В. Высоцкая

Компьютерная верстка

О.Ю. Аршинова

Дизайн обложки

О.Ю. Аршинова

 

О.А. Дмитриев

Подписано к печати 17.07.2009. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл. печ. л. 7,44. Уч./изд. л. 6,73.

Заказ 830/09. Тираж 200 экз.

Томский политехнический университет Система менеджмента качества

Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30. Тел./факс: 8(3822) 56/35/35, www.tpu.ru